Lo que ayuda a los animales a sobrevivir en condiciones adversas. Adaptaciones de los animales a la experiencia de condiciones adversas. Un estado de profundo descanso

Causas de muerte imaginaria (anabiosis) en organismos vegetales y animales

permitiéndoles sobrevivir a las adversas condiciones invernales.

O.K. Smirnova, profesora de biología de la categoría más alta del Liceo No. 103, Rostov-on-Don.

Metas: aumentar las áreas de conocimiento de los estudiantes; aprender a analizar el fenómeno del cese temporal de la actividad vital en los organismos vivos, utilizándolo como medio para adaptarse y sobrevivir en condiciones adversas.

Equipo: tablas de moluscos, crustáceos, insectos, peces, anfibios, reptiles, aves, mamíferos.

La temporada de invierno es desfavorable para muchos representantes del mundo animal y vegetal, tanto por las bajas temperaturas como por la fuerte disminución de la capacidad de obtener alimentos. En el curso del desarrollo evolutivo, muchas especies de animales y plantas han adquirido mecanismos de adaptación peculiares para sobrevivir en una estación desfavorable. En algunas especies de animales ha surgido y se ha establecido el instinto de crear reservas de alimentos; otros han desarrollado otra adaptación: la migración. Se conocen vuelos sorprendentemente largos de muchas especies de aves, la migración de algunas especies de peces y otros representantes del mundo animal. Sin embargo, en el proceso de evolución en muchas especies de animales, también se notó otro mecanismo fisiológico perfecto de adaptación: la capacidad de caer en un estado sin vida a primera vista, que en diferentes especies de animales se manifiesta de diferentes maneras y tiene diferentes nombres. (anabiosis, hipotermia, etc.). Mientras tanto, todas estas condiciones se caracterizan por la inhibición de las funciones vitales del cuerpo al mínimo que le permite sobrevivir a las condiciones invernales adversas sin comer. Tal estado de muerte imaginaria recae en aquellas especies de animales que no son capaces de proveerse de alimento en invierno y para ellos existe peligro de muerte por frío y hambre. Y todo esto, desarrollado en el proceso de evolución, está sujeto a una estricta conveniencia natural: la necesidad de preservar la especie.

La hibernación es un fenómeno generalizado en la naturaleza, a pesar de que sus manifestaciones son diferentes en representantes de ciertos grupos de animales, ya sean animales con temperatura corporal inestable (poiquilotérmicos), también llamados de sangre fría, en los que la temperatura corporal depende de la temperatura ambiente, o animales con temperatura corporal constante (homeotérmicos), también llamados de sangre caliente.

De entre los animales con temperatura corporal inestable, entran en estado de hibernación varios tipos de moluscos, crustáceos, arácnidos, insectos, peces, anfibios y reptiles, y de los animales con temperatura corporal constante, varias especies de aves y muchas especies de mamíferos.

¿Cómo hibernan los caracoles?

Del tipo de cuerpo blando, muchos tipos de caracoles entran en hibernación (por ejemplo, todos los caracoles terrestres). Los caracoles de jardín encontrados hibernan en octubre y duran hasta principios de abril. Después de un largo período de preparación, durante el cual acumulan los nutrientes necesarios en sus cuerpos, los caracoles encuentran o excavan visones para que varios individuos puedan invernar juntos en las profundidades subterráneas, donde la temperatura se mantendrá entre 7 y 8 °C. Habiendo tapado bien los visones, los caracoles descienden al fondo y se acuestan con el caparazón abierto. Luego cierran este agujero, liberando una sustancia viscosa que pronto se endurece y se vuelve elástica (como una película). Con una fuerte ola de frío y la falta de nutrientes en el cuerpo, los caracoles se entierran aún más profundamente en el suelo y forman otra película, creando así cámaras de aire que desempeñan el papel de un excelente aislante. Se ha establecido que durante un largo período de invernada, los caracoles pierden más del 20% de su peso, y la mayor pérdida ocurre en los primeros 25 a 30 días. Esto se debe a que todos los procesos metabólicos se desvanecen paulatinamente hasta llegar al mínimo en el que el animal cae casi en un estado de animación suspendida con funciones vitales apenas perceptibles. Durante la hibernación, el caracol no se alimenta, la respiración casi se detiene. En primavera, cuando llegan los primeros días cálidos y la temperatura del suelo alcanza los 8-10°C, cuando la vegetación comienza a desarrollarse y caen las primeras lluvias, los caracoles salen de sus refugios de invierno. Entonces comienza una intensa actividad para restaurar las reservas de alimentos agotadas en su cuerpo; esto se expresa en la absorción de una gran cantidad de alimentos en comparación con su cuerpo.

Los caracoles de agua, los caracoles de estanque, también caen en un estado de hibernación; la mayoría de ellos se entierran en el limo en el fondo del reservorio en el que viven.

¿Dónde hibernan los cangrejos de río?

Todos conocen la amenaza popular entre la gente: "¡Te mostraré dónde hibernan los cangrejos de río!". Se cree que este proverbio apareció durante la época de la servidumbre, cuando los terratenientes, castigando a los siervos culpables, los obligaron a pescar cangrejos de río en el invierno. Mientras tanto, se sabe que esto es casi imposible, ya que los cangrejos pasan el invierno, profundamente enterrados en agujeros en el fondo de los embalses.

Desde el punto de vista de la taxonomía, la clase de crustáceos se divide en dos subclases: crustáceos superiores e inferiores.

De los crustáceos superiores, los cangrejos de río, pantano y lago entran en un estado de hibernación. Los machos hibernan en grupos en pozos profundos en el fondo, y las hembras solas en visones, y en noviembre pegan huevos fertilizados a sus cortas patas, de los cuales salen crustáceos del tamaño de hormigas solo en junio.

De los crustáceos inferiores, las pulgas de agua (género Daphnia) son de interés. Ponen, según las condiciones, dos tipos de huevos: verano e invierno. Los huevos de invierno tienen una cáscara fuerte y se forman cuando ocurren condiciones de vida desfavorables. Para algunas especies de crustáceos inferiores, el secado e incluso la congelación de los huevos es una condición necesaria para la continuación de su desarrollo.

Diapausa en insectos.

Por el número de especies, los insectos superan a todas las demás clases. Su temperatura corporal depende del medio ambiente, que tiene un fuerte efecto sobre la velocidad de las influencias vitales, y las bajas temperaturas reducen mucho esta velocidad. A temperaturas negativas, todo el desarrollo del insecto se ralentiza o prácticamente se detiene. Este estado anabiótico, conocido como "diapausa", es un cese reversible de los procesos de desarrollo y es causado por factores externos. La diapausa ocurre cuando las condiciones son desfavorables para la vida y continúa durante todo el invierno, hasta que las condiciones se vuelven más favorables con el inicio de la primavera.

El inicio de la temporada de invierno encuentra diferentes tipos de insectos en diferentes etapas de su desarrollo, en las que hibernan, en forma de huevos, larvas, pupas o formas adultas, pero generalmente cada especie individual cae en diapausa en una cierta etapa de su desarrollo. Entonces, por ejemplo, la mariquita de siete puntos hiberna como adulto.

Es característico que la invernada de los insectos esté precedida de cierta preparación fisiológica de su organismo, consistente en la acumulación de glicerol libre en sus tejidos, que no permite la congelación. Esto ocurre en la etapa de desarrollo del insecto en la que pasarán el invierno.

Incluso con la aparición de los primeros síntomas de una ola de frío en otoño, los insectos encuentran cómodos refugios (bajo piedras, bajo la corteza de los árboles, bajo hojas caídas en madrigueras en el suelo, etc.), donde, después de una nevada, la temperatura es moderadamente bajo y uniforme.

La duración de la diapausa en los insectos está directamente relacionada con las reservas de grasa del organismo. Las abejas no entran en una larga diapausa, pero aún a una temperatura de 0 a 6 °C se adormecen y pueden permanecer en este estado durante 7-8 días. A temperaturas más bajas mueren.

También es interesante cómo los insectos determinan con precisión el momento en que deben salir del estado abiótico. científico N. I. Kalabukhov investigó la anabiosis en algunas especies de mariposas. Encontró que la duración de la diapausa varía de una especie a otra. Por ejemplo, la mariposa pavo real permaneció en estado de animación suspendida durante 166 días a una temperatura de 5,9 °C, mientras que el gusano de seda necesitó 193 días a una temperatura de 8,6 °C. Según el científico, incluso las diferencias en el área geográfica afectan la duración de la diapausa.

¿Los peces hibernan?

De manera peculiar, algunas especies de una gran clase de peces se adaptan a las bajas temperaturas del agua en invierno. La temperatura corporal normal en los peces no es constante y corresponde a la temperatura del agua. Con una repentina caída brusca de la temperatura del agua, los peces caen en estado de shock. Sin embargo, basta con que el agua se caliente y rápidamente "cobran vida". Los experimentos han demostrado que los peces congelados cobran vida solo cuando sus vasos sanguíneos no están congelados.

Originalmente adaptados a las bajas temperaturas del agua en invierno, algunos peces que viven en aguas árticas: cambian la composición de su sangre. Con una disminución de la temperatura del agua en otoño, las sales se acumulan en la sangre en una concentración tal que es característica del agua de mar y, al mismo tiempo, la sangre se congela con gran dificultad (una especie de anticongelante).

De los peces de agua dulce, la carpa, el ruff, la perca, el bagre y otros entran en hibernación en noviembre. Cuando la temperatura del agua desciende por debajo de los 8 - 10°C, estos peces se trasladan a las partes más profundas de los embalses, se entierran en el limo en grandes grupos y permanecen allí en estado de hibernación durante todo el invierno.

Algunos peces marinos también soportan el frío extremo mientras hibernan. Entonces, por ejemplo, los arenques ya en otoño se acercan a la costa del Océano Ártico para caer en un estado de hibernación en el fondo de alguna pequeña bahía. La anchoa del Mar Negro también pasa el invierno en las regiones del sur del mar, frente a la costa de Georgia, en este momento no está activa y no consume alimentos. Y la anchoa de Azov antes del inicio del período invernal migra al Mar Negro, donde se reúne en grupos en un estado relativamente sedentario.

La hibernación en los peces se caracteriza por su actividad extremadamente limitada, el cese completo de la alimentación y una fuerte disminución del metabolismo. En este momento, su cuerpo está respaldado por las reservas de nutrientes acumuladas debido a la abundante nutrición en el otoño.

hibernación de anfibios

En términos de estilo de vida y estructura, la clase de anfibios es de transición entre vertebrados típicamente acuáticos y animales típicamente terrestres. Se sabe que varios tipos de ranas, tritones, salamandras también pasan la desfavorable temporada de invierno en un estado de letargo, ya que estos son animales con una temperatura corporal variable, que depende de la temperatura ambiente.

Se ha establecido que la hibernación de las ranas dura de 130 a 230 días y su duración depende de la duración del invierno.

En los embalses, para pasar el invierno, las ranas se reúnen en grupos de 10 a 20 especímenes, excavan en el limo, en depresiones submarinas y otros vacíos. Durante la hibernación, las ranas respiran solo a través de la piel.

En invierno, los tritones suelen anidar bajo tocones y troncos cálidos y podridos de árboles caídos. Si no encuentran "apartamentos" tan convenientes cerca, están satisfechos con las grietas en el suelo.

Los reptiles también hibernan

De la clase de los reptiles, casi todas las especies de nuestra fauna entran en estado de hibernación en invierno. Las bajas temperaturas invernales son la razón principal de este fenómeno.

Los cuarteles de invierno suelen ser cavernas subterráneas o vacíos formados alrededor de grandes tocones viejos con raíces podridas, grietas en las rocas y otros lugares que no son accesibles para sus enemigos. En tales refugios, se reúne una gran cantidad de serpientes, formando enormes bolas de serpientes. Se ha establecido que la temperatura de las serpientes durante la hibernación casi no difiere de la temperatura ambiente.

La mayoría de las especies de lagartijas (pradera, rayada, verde, forestal, fusiforme) también hibernan, excavando en el suelo, en madrigueras que no están amenazadas por inundaciones. En los días cálidos y soleados de invierno, los lagartos pueden "despertar" y salir de sus refugios de invierno durante varias horas para cazar, después de lo cual vuelven a esconderse en sus madrigueras y caen en un estado de letargo.

Las tortugas de pantano pasan el invierno excavando en el limo de los embalses en los que viven, mientras que las tortugas terrestres trepan a una profundidad de 0,5 m en el suelo en algunos refugios naturales o agujeros de topos, zorros, roedores, cubriéndose con turba, musgo y hojas mojadas

La preparación para la invernada comienza en octubre, cuando las tortugas acumulan grasa. En primavera, con el calentamiento temporal, se despiertan, a veces durante una semana entera.

¿Hay pájaros que hibernan en invierno?

La mayoría de los animales con temperatura corporal inestable, que depende del entorno, entran en un estado de hibernación. Pero, sorprendentemente, muchos animales con una temperatura corporal constante, como las aves, también pueden hibernar durante las estaciones del año desfavorables. Se sabe que la mayoría de las aves evitan las condiciones invernales adversas al migrar. Incluso Aristóteles, en su Historia de los animales de varios volúmenes, llamó la atención sobre el hecho de que “algunas aves se van volando para pasar el invierno en países cálidos, mientras que otras se refugian en varios refugios donde hibernan”.

A esta conclusión también llegó el gran naturalista sueco Karl Linnaeus, quien en su obra “El sistema de la naturaleza” escribió: “En otoño, cuando comienza el frío, las golondrinas, al no encontrar suficientes insectos para alimentarse, comienzan a buscar refugio para pasar el invierno en juncos. lechos a lo largo de las orillas de lagos y ríos".

El letargo en el que caen algunas especies de aves es bastante diferente de la hibernación común a muchos mamíferos. En primer lugar, el cuerpo de las aves no solo no acumula reservas de energía en forma de grasa, sino que, por el contrario, consume una parte importante de ellas. Mientras que los mamíferos entran en hibernación, habiendo ganado peso notablemente, las aves pierden mucho peso antes del estupor. Es por eso que el fenómeno del letargo en las aves, según el biólogo soviético R. Potapov, no debería llamarse hibernación, sino hipotermia.

Hasta ahora, el mecanismo de la hipotermia en las aves no se comprende por completo. La caída de las aves en un estado de estupor bajo condiciones de vida adversas es una reacción fisiológica adaptativa que se ha fijado en el proceso de evolución.

¿Qué mamíferos hibernan en invierno?

Al igual que en los animales discutidos anteriormente, en los mamíferos, la hibernación es una adaptación biológica para sobrevivir en la estación desfavorable del año. Aunque los animales con una temperatura corporal constante suelen tolerar climas fríos, la falta de alimentación adecuada en invierno ha provocado que algunos de ellos adquieran y consoliden gradualmente en el curso de la evolución este peculiar instinto: pasar una temporada invernal desfavorable en un estado inactivo de hibernación. .

Hay tres tipos de hibernación según el grado de letargo:

1) leve letargo, que se detiene fácilmente (mapaches, tejones, osos, perros mapaches);

2) estupor completo, acompañado de despertares periódicos solo en los días más cálidos de invierno (hámsteres, ardillas listadas, murciélagos);

3) hibernación incesante real, que es un estupor estable y prolongado (ardillas terrestres, erizos, marmotas, jerbos).

La hibernación invernal de los mamíferos está precedida por una cierta preparación fisiológica del cuerpo. Consiste principalmente en la acumulación de reservas de grasa, principalmente debajo de la piel. En algunos durmientes de invierno, la grasa subcutánea alcanza el 25% del peso corporal total. Por ejemplo, las ardillas de tierra engordan a principios de otoño, aumentando su peso corporal tres veces en comparación con el peso de primavera-verano. Antes de la hibernación, los erizos y los osos pardos, así como todos los murciélagos, engordan significativamente.

Otros mamíferos, como los hámsters y las ardillas listadas, no acumulan grandes reservas de grasa, pero almacenan alimentos en su refugio para usarlos durante sus breves períodos de despertar en invierno.

Durante la hibernación, todas las especies de mamíferos yacen inmóviles en sus madrigueras, acurrucados como una bola. Por lo tanto, es mejor mantener el calor y limitar el intercambio de calor con el medio ambiente. Los apartamentos Zimnik de muchos mamíferos son vacíos naturales de tallos y huecos de árboles.

De los mamíferos insectívoros, el erizo, preparándose para la hibernación, recolecta musgo, hojas, heno en un lugar apartado y se arregla un nido. Pero se "establece" en su nuevo hogar solo cuando la temperatura se mantiene por debajo de los 10 ° C durante mucho tiempo. Antes de eso, el erizo come abundantemente para almacenar energía en forma de grasa.

La hibernación invernal de los osos pardos es un ligero estupor. En la naturaleza, en verano, un oso acumula una gruesa capa de grasa subcutánea e, inmediatamente antes del inicio del invierno, se instala en su guarida para hibernar. Por lo general, la guarida está cubierta de nieve, por lo que hace mucho más calor adentro que afuera. Durante la hibernación, las reservas de grasa acumuladas son utilizadas por el cuerpo del oso como fuente de nutrientes y también protegen al animal de la congelación.

Desde un punto de vista fisiológico, la hibernación de los mamíferos se caracteriza por el debilitamiento de todas las funciones vitales del organismo al mínimo que les permitiría sobrevivir a las adversas condiciones invernales sin alimento.

Comportamiento - migración de aves, migración de ungulados en busca de alimento, excavación en arena, suelo, nieve, etc.

fisiológico - una fuerte disminución en la actividad de los procesos vitales: animación suspendida (etapas de reposo en invertebrados, cese de la actividad de reptiles a bajas temperaturas, hibernación de mamíferos).

Morfológico - pelaje de lana y grasa subcutánea en animales de climas fríos, aprovechamiento económico del agua en animales del desierto, etc.

Ejemplos de adaptaciones.

Temperatura es uno de los principales factores que afectan directamente a todos los organismos.

Animales ectotérmicos (poiquilotérmicos, de sangre fría).

Todo excepto pájaros y mamíferos. Tipo pasivo de adaptación a la temperatura.

Tasa metabólica baja. La principal fuente de energía térmica es externa. La actividad depende de la temperatura ambiente.

Animales endotérmicos (homeotérmicos, de sangre caliente).

Aves y mamíferos. Tipo activo de adaptación a la temperatura. Reciben calor debido a su propia producción de calor y son capaces de regular activamente la producción de calor y su consumo (la presencia de termorregulación química debido a la liberación de calor, por ejemplo, durante la respiración, y termorregulación física debido al calor). estructuras aislantes (grasa, plumas, pelo))

"Regla de Allen".

Cuanto más frío es el clima, más cortas son las partes sobresalientes del cuerpo (por ejemplo, las orejas).

Ejemplo: zorro ártico en latitudes polares, zorro rojo en latitudes templadas, zorro africano fennec.

Regla de Bergman.

Los animales de la misma especie en diferentes condiciones climáticas tienen pesos diferentes: son más grandes en condiciones frías y más pequeños en condiciones cálidas.

Ejemplo: El pingüino emperador, el más grande, vive en la Antártida,

El pingüino de Galápagos, el más pequeño, vive en el ecuador.

"Regla de Gloger".

Las razas geográficas de animales en regiones cálidas y húmedas son más pigmentadas (es decir, los individuos son más oscuros) que en regiones frías y secas.

Ejemplo: Oso polar, oso pardo.

Adaptaciones de las plantas para sobrevivir en condiciones adversas.

Morfológico - desprendimiento de hojas, hibernación de órganos perennes (bulbos, rizomas, tubérculos) en el suelo, conservación en forma de semillas o esporas.

fisiológico - contenido de sal en el cuerpo de las halófitas, características metabólicas, sequedad "fisiológica" de las plantas de los pantanos.

Comportamiento -"Escapar" de condiciones adversas en el tiempo: un período corto de vegetación (efímeros y efemérides).

billete número 10

Formas de vida y ejemplos.

forma de vida- la apariencia externa (fisonómica) del organismo, un complejo de características morfológicas, anatómicas, fisiológicas y de comportamiento, que refleja su adaptabilidad general a las condiciones ambientales.

Sistema de formas de vida de las plantas.

fanerófitas -árboles.

hamefitas - arbustos

hemicriptofitos - arbustos

geófitos - hierbas perennes.

Terófitos - hierbas anuales.

hidrófitos - plantas acuáticas.

Estilo de vida solitario.

Los individuos de las poblaciones son independientes y están aislados unos de otros.

Característica en ciertas etapas del ciclo de vida.

Ejemplo: mariquita, escarabajo negro.

La existencia completamente solitaria de organismos no ocurre en la naturaleza.

Estilo de vida familiar.

Las relaciones se establecen entre los padres y su descendencia.

Cuidar de la descendencia;

Propiedad de la parcela.

Ejemplo: Oso, Tigres.

rebaños.

Asociaciones temporales de animales que exhiben una organización de acciones biológicamente útil.

Los paquetes facilitan el desempeño de cualquier función en la vida de la especie, protección contra enemigos, comida, migración.

El cardúmen se distribuye más ampliamente entre las aves y los peces; en los mamíferos, es característico de muchos caninos.

rebaños.

Asociaciones de animales más largas y permanentes en comparación con las manadas.

La base del comportamiento grupal en los rebaños es la relación de dominio - sumisión.

Colonias.

Asentamientos grupales de animales sedentarios.

Pueden existir durante mucho tiempo u ocurrir solo durante la temporada de reproducción.

Ejemplo: asentamientos de aves coloniales, insectos sociales.

Adaptación- esta es una adaptación del cuerpo a las condiciones ambientales debido a un complejo de características morfológicas, fisiológicas y de comportamiento.

Diferentes organismos se adaptan a diferentes condiciones ambientales y, como resultado, amantes de la humedad. hidrófitos y "portadores secos" - xerófitas(figura 6); plantas de suelo salino halófitas; plantas tolerantes a la sombra sciophytes), y que requieren plena luz solar para el desarrollo normal ( heliófitas); los animales que viven en desiertos, estepas, bosques o pantanos son nocturnos o diurnos. Los grupos de especies con una actitud similar hacia las condiciones ambientales (es decir, que viven en los mismos ecotopos) se denominan grupos ambientales.

La capacidad de adaptarse a condiciones adversas en plantas y animales difieren. Debido al hecho de que los animales son móviles, sus adaptaciones son más diversas que las de las plantas. Los animales pueden:

- para evitar condiciones adversas (las aves que pasan hambre en invierno y el frío vuelan a climas más cálidos, los ciervos y otros ungulados deambulan en busca de comida, etc.);

- caer en animación suspendida: un estado temporal en el que los procesos de la vida se ralentizan tanto que sus manifestaciones visibles están casi completamente ausentes (estupor de insectos, hibernación de vertebrados, etc.);

- adaptarse a la vida en condiciones adversas (su pelaje y grasa subcutánea los salvan de las heladas, los animales del desierto tienen dispositivos para el uso económico del agua y la refrigeración, etc.). (Figura 7).

Las plantas están inactivas y llevan un estilo de vida adjunto. Por lo tanto, solo les son posibles las dos últimas variantes de adaptaciones. Así, las plantas se caracterizan por una disminución en la intensidad de los procesos vitales durante los períodos desfavorables: mudan sus hojas, hibernan como órganos latentes enterrados en el suelo - bulbos, rizomas, tubérculos, y permanecen en estado de semillas y esporas en el suelo . En las briófitas, toda la planta tiene la capacidad de anabiosis, que, en estado seco, puede persistir durante varios años.

La resistencia de las plantas a los factores adversos aumenta debido a mecanismos fisiológicos especiales: cambios en la presión osmótica en las células, regulación de la intensidad de la evaporación con la ayuda de estomas, uso de membranas de "filtro" para la absorción selectiva de sustancias, etc.

Diferentes organismos desarrollan adaptaciones a diferentes ritmos. Ocurren con mayor rapidez en insectos que pueden adaptarse a la acción de un nuevo insecticida en 10 a 20 generaciones, lo que explica el fracaso del control químico de la densidad de población de plagas de insectos. El proceso de desarrollo de adaptaciones en plantas o aves ocurre lentamente, durante siglos.

Los cambios observados en el comportamiento de los organismos generalmente se asocian con rasgos ocultos que tenían, por así decirlo, "en reserva", pero bajo la influencia de nuevos factores, aparecieron y aumentaron la resistencia de las especies. Estos rasgos ocultos explican la resistencia de algunas especies arbóreas a la acción de la contaminación industrial (chopos, alerces, sauces) y de algunas especies de malas hierbas a la acción de los herbicidas.

La composición de un mismo grupo ecológico a menudo incluye organismos que no son similares entre sí. Esto se debe al hecho de que diferentes tipos de organismos pueden adaptarse a un mismo factor ambiental de diferentes maneras.

Por ejemplo, experimentan el frío de manera diferente. de sangre caliente(se les llama endotérmico, de las palabras griegas endon - dentro y terme - calor) y sangre fría (ectotérmico, del griego ectos - afuera) organismos. (Figura 8.)

La temperatura corporal de los organismos endotérmicos no depende de la temperatura ambiente y es siempre más o menos constante, sus fluctuaciones no superan los 2-4 o incluso durante las heladas más severas y el calor más intenso. Estos animales (aves y mamíferos) mantienen su temperatura corporal mediante la producción interna de calor basada en un metabolismo intensivo. Mantienen su calor corporal a expensas de cálidos “abrigos de piel” hechos de plumas, lana, etc.

Las adaptaciones fisiológicas y morfológicas se complementan con el comportamiento adaptativo (selección de lugares protegidos del viento para pasar la noche, construcción de madrigueras y nidos, pernoctaciones grupales con roedores, grupos cercanos de pingüinos calentándose entre sí, etc.). Si la temperatura ambiente es muy alta, los organismos endotérmicos se enfrían mediante adaptaciones especiales, por ejemplo, mediante la evaporación de la humedad de la superficie de las membranas mucosas de la cavidad oral y el tracto respiratorio superior. (Por eso, con el calor, la respiración del perro se acelera y saca la lengua.)

La temperatura corporal y la movilidad de los animales ectotérmicos depende de la temperatura ambiente. Los insectos y las lagartijas se vuelven letárgicos e inactivos cuando hace frío. Al mismo tiempo, muchas especies animales tienen la capacidad de elegir un lugar con condiciones favorables de temperatura, humedad y luz solar (las lagartijas toman el sol en losas de roca iluminadas).

Sin embargo, la ectotermia absoluta se observa solo en organismos muy pequeños. La mayoría de los organismos de sangre fría todavía son capaces de regular mal la temperatura corporal. Por ejemplo, en insectos que vuelan activamente: mariposas, abejorros, la temperatura corporal se mantiene entre 36 y 40 ° C, incluso a temperaturas del aire inferiores a 10 ° C.

De manera similar, las especies del mismo grupo ecológico en las plantas difieren en su apariencia. También pueden adaptarse a las mismas condiciones ambientales de diferentes maneras. Entonces, diferentes tipos de xerófitas ahorran agua de diferentes maneras: algunas tienen membranas celulares gruesas, otras tienen pubescencia o una capa de cera en las hojas. Algunas xerófitas (por ejemplo, de la familia de las labiáceas) emiten vapores de aceites esenciales, que las envuelven como una “manta”, lo que reduce la evaporación. El sistema radicular de algunas xerófitas es potente, se adentra en el suelo a una profundidad de varios metros y llega hasta el nivel freático (espina de camello), mientras que otras tienen una forma superficial, pero muy ramificada, que permite recoger el agua de las precipitaciones.

Entre los xerófitos hay arbustos con hojas muy pequeñas y duras que pueden caer en la estación más seca (arbusto de caragana en la estepa, arbustos del desierto), pastos de hojas angostas (hierba pluma, festuca), suculentas(del latín succulentus - jugoso). Las suculentas tienen hojas o tallos suculentos que acumulan un suministro de agua y toleran fácilmente las altas temperaturas del aire. Las suculentas incluyen cactus americanos y saxaul que crecen en los desiertos de Asia Central. Tienen un tipo especial de fotosíntesis: los estomas se abren por un corto tiempo y solo por la noche, durante estas horas frescas las plantas almacenan dióxido de carbono, y durante el día lo usan para la fotosíntesis con los estomas cerrados. (Figura 9.)

También se observa en las halófitas una variedad de adaptaciones para sobrevivir en condiciones desfavorables en suelos salinos. Entre ellos hay plantas que pueden acumular sales en sus cuerpos (soleros, sueco, sarsazan), secretan sales en exceso en la superficie de las hojas con glándulas especiales (kermek, tamariksy), "mantienen" las sales fuera de sus tejidos debido a la "barrera de la raíz" impermeable a las sales "(ajenjo). En este último caso, las plantas se tienen que conformar con una pequeña cantidad de agua y tienen aspecto de xerófitas.

Por eso, no debe sorprender que bajo las mismas condiciones existan plantas y animales diferentes entre sí, que se han adaptado a estas condiciones de diferente manera.

preguntas de examen

1. ¿Qué es la adaptación?

2. ¿Debido a qué animales y plantas pueden adaptarse a condiciones ambientales adversas?

2. Dar ejemplos de grupos ecológicos de plantas y animales.

3. Cuéntanos sobre las diferentes adaptaciones de los organismos para experimentar las mismas condiciones ambientales adversas.

4. ¿Cuál es la diferencia entre las adaptaciones a bajas temperaturas en animales endotérmicos y ectotérmicos?

Para el invierno o el verano seco, el cuerpo acumula sustancias energéticas de reserva que ayudan a sobrevivir la estación difícil, por ejemplo, el glucógeno. Los animales engordan de una forma u otra. En algunas especies, la grasa es de hasta el 25% del peso corporal total, por ejemplo, una pequeña ardilla de tierra en primavera tiene una masa de aproximadamente 100-150 g, y en pleno verano, hasta 400 g.

Las adaptaciones a condiciones ambientales adversas también se expresan en migraciones. Entonces, en otoño, a medida que empeoran las condiciones de alimentación, la mayor parte de los zorros árticos y los renos migran desde la tundra hacia el sur, hacia el bosque-tundra e incluso hacia la taiga, donde es más fácil obtener comida debajo de la nieve. Siguiendo al ciervo, los lobos de la tundra también migran hacia el sur. En las regiones del norte de la tundra, las liebres hacen migraciones masivas hacia el sur a principios de invierno y en dirección opuesta en primavera. Los ungulados de montaña en verano suben a los cinturones montañosos superiores con su rica hierba, en invierno, a medida que aumenta la profundidad de la capa de nieve, descienden. Y en este caso se observan migraciones de algunos depredadores, como los lobos, combinadas con ungulados.

En general, las migraciones se caracterizan por un número relativamente menor de especies que aves y peces. Están más desarrollados en animales marinos, murciélagos y ungulados, mientras que entre las especies de los grupos más numerosos -roedores, insectívoros y pequeños depredadores- están prácticamente ausentes.

Una alternativa a la migración en estos animales es la hibernación. Distinguir entre hibernación estacional facultativa y estacional continua. En el primer caso, la temperatura corporal, la cantidad de movimientos respiratorios y el nivel general de procesos metabólicos se reducen un poco. El sueño se interrumpe fácilmente por un cambio de escenario o ansiedad (osos, mapaches). Esta hibernación estacional continua se caracteriza por una pérdida de la capacidad de termorregulación, una fuerte reducción en el número de movimientos respiratorios y contracciones del músculo cardíaco y una caída en el nivel general del metabolismo (marmotas, ardillas terrestres).

Una adaptación importante para experimentar condiciones adversas es la recolección de suministros de alimentos. Entre otros vertebrados, solo unos pocos grupos de aves (paseriformes, búhos, pájaros carpinteros) recolectan alimento para el invierno, pero el tamaño de sus reservas y el valor adaptativo de esta actividad son insignificantes en comparación con los mamíferos.

El entierro del exceso de presas es común en. Entonces, las comadrejas y los armiños recolectan 20-30 campañoles y ratones cada uno, los turones negros apilan varias docenas de ranas debajo del hielo, los visones, varios kilogramos de pescado. Los depredadores más grandes (martas, glotones, gatos, osos) esconden los restos de presas en lugares apartados, debajo de árboles caídos, debajo de piedras. Los leopardos suelen esconder parte de sus presas en las ramas de los árboles. Un rasgo característico del almacenamiento de alimentos por parte de los depredadores es que no se construyen despensas especiales para su entierro, solo un individuo que las construyó utiliza el stock. En general, las existencias sirven solo como una pequeña ayuda para experimentar un período de escasez de alimentos y no pueden evitar un ataque repentino de inanición. Diversos roedores y pikas almacenan los alimentos de forma diferente, aunque en este caso también existen diferentes grados de perfección en el almacenamiento y su significado. Las ardillas voladoras recolectan varias decenas de gramos de ramas terminales y amentos de aliso y abedul, que colocan en huecos. Las ardillas se entierran en hojas caídas, en huecos y en el suelo bellotas y nueces. También cuelgan hongos en las ramas de los árboles. Una ardilla en la taiga de coníferas oscuras almacena hasta 150-300 hongos, y en los bosques de cinta de Siberia occidental, donde las condiciones alimentarias son peores que en la taiga, hasta 1500-2000 hongos, principalmente aceite. Las reservas hechas por la ardilla son aprovechadas por muchos individuos de esta especie.

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A diferencia de las plantas, los animales son heterótrofos. Este es el nombre que se le da a los organismos que son incapaces de crear sustancias orgánicas a partir de las inorgánicas. Crean las sustancias orgánicas necesarias para su cuerpo a partir de sustancias orgánicas que vienen con los alimentos. A diferencia de los animales, las plantas forman sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas, utilizando para ello la energía de la luz. Pero en la vida animal luz también juega un papel importante. Muchos animales tienen órganos de visión que les permiten navegar en el espacio, distinguir individuos de su propia especie de otros, buscar alimento, realizar migraciones, etc. Algunas especies de animales están activas durante el día ( falconiformes, golondrinas, cebras), otros de noche ( cucarachas, búhos, erizos).

La mayoría de las especies animales viven en condiciones que cambian a lo largo del año. En primavera, la duración de las horas de luz aumenta gradualmente y, con la llegada del otoño, comienza a disminuir. En respuesta a los cambios en la duración de las horas de luz, los animales pueden prepararse con anticipación para la aparición de cambios en la naturaleza. La respuesta de los organismos a los cambios en las horas del día se llama fotoperiodismo

Otro factor importante de la naturaleza inanimada que afecta la vida de los organismos es temperatura. En animales de sangre fria (invertebrados, pescado, anfibios, reptiles) la temperatura corporal depende de la temperatura ambiente. En condiciones de bajas temperaturas, caen en un estado de estupor.

animales de sangre caliente (aves, mamíferos) son capaces de mantener la temperatura corporal, independientemente de sus cambios en el entorno, a un nivel más o menos constante. Para hacer esto, necesitan gastar mucha energía. Por ello, en invierno, se enfrentan al agudo problema de encontrar alimento.

Los animales que viven a bajas temperaturas se llaman amante del frio (pingüinos, oso polar, peces de aguas profundas y etc.). Estos animales tienen pelo o plumas bien desarrollados, una capa de grasa subcutánea, etc.

Las especies que viven a altas temperaturas se llaman termofílico (corales pétreos, antílopes, hipopótamos, como un espantapájaros y etc.) (Fig. 276, 4-6). Muchas especies son capaces de vivir en condiciones de cambios periódicos de temperatura. Se les llama resistente al frío (Lobos, zorros, sudadera y etc.) .

Otro factor ambiental que juega un papel importante en la vida animal es humedad . El cuerpo de muchos animales contiene 50-60% de agua, y el cuerpo de las medusas tiene hasta un 98%. El agua proporciona el transporte de sustancias por todo el cuerpo, participa en sus transformaciones químicas, regula la temperatura corporal, excreta los productos finales del metabolismo, etc. Entre los animales hay amante de la humedad, resistente a la sequía y amante de la sequedad. Para amante de la humedad incluyen aquellas especies de animales que solo pueden vivir en condiciones de alta humedad (por ejemplo, cochinilla, lombrices de tierra, anfibios). A diferencia de ellos, especies amantes de la sequedad (escarabajo sagrado, vistas al desierto víbora y lagartos etc.) son capaces de retener agua de manera efectiva en su cuerpo. Esto les da la oportunidad de vivir en estepas y desiertos áridos. Muchas especies animales son resistente a la sequía: son capaces de sobrevivir a ciertos períodos de sequía (muchas especies Zhukov, reptiles, mamíferos y etc.).

Para los animales que viven en el medio acuático, es importante composición salina del agua. Algunos tipos de protozoos, crustáceos y peces solo pueden vivir en agua dulce, otros, solo en los mares. material del sitio

Experiencia por parte de los animales de los largos períodos de condiciones adversas. Los animales experimentan períodos de condiciones adversas de diferentes maneras. Por ejemplo, en invierno hibernan algunas especies animales (oso pardo, erizo, tejón, etc.). Esto les permite reducir su gasto energético cuando la comida escasea. Para los habitantes del desierto, la hibernación puede ocurrir en el verano, durante la estación seca. Los animales unicelulares soportan condiciones desfavorables en la etapa de quistes. Muchos invertebrados sobreviven a condiciones desfavorables en la etapa de huevo (entre los crustáceos, escudos, muchos insectos).

Entre factores inanimados el mayor impacto en los animales se lleva a cabo por:

• luz;
• temperatura;
• humedad;
• Composición salina del agua.

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